Avec un éclair de lumière, le système change les couleurs et les motifs des objets : la technique de la "matière programmable" pourrait permettre aux concepteurs de produits de créer facilement des prototypes

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Un nouveau système utilise la lumière UV projetée sur des objets recouverts d'un colorant activé par la lumière pour modifier les propriétés réfléchissantes du colorant, créant des images en quelques minutes. CRÉDIT Image gracieuseté de Michael Wessley, Stefanie Mueller, et al

Résumé:
À quand remonte la dernière fois que vous avez repeint votre voiture? Vous avez repensé votre collection de tasses à café? A donné à vos chaussures un lifting coloré?

Avec un zap de lumière, le système change les couleurs et les motifs des objets: la technique de la «matière programmable» pourrait permettre aux concepteurs de produits de produire facilement des prototypes

Cambridge, MA | Publié le 6 mai 2021

Vous avez probablement répondu: jamais, jamais et jamais. Vous pourriez considérer que ces tâches ardues n'en valent pas la peine. Mais un nouveau système de «matière programmable» changeant de couleur pourrait changer cela avec un zap de lumière.

Les chercheurs du MIT ont développé un moyen de mettre à jour rapidement les images sur les surfaces des objets. Le système, baptisé «ChromoUpdate», associe un projecteur de lumière ultraviolette (UV) à des objets revêtus d'un colorant activé par la lumière. La lumière projetée modifie les propriétés réfléchissantes du colorant, créant de nouvelles images colorées en quelques minutes seulement. Cette avancée pourrait accélérer le développement de produits, permettant aux concepteurs de produits de passer à travers des prototypes sans s'embourber dans la peinture ou l'impression.

ChromoUpdate «tire parti des cycles de programmation rapides - des choses qui n'auraient pas été possibles auparavant», déclare Michael Wessley, auteur principal de l'étude et post-doctorant au laboratoire d'informatique et d'intelligence artificielle du MIT.

La recherche sera présentée à la conférence ACM sur les facteurs humains dans les systèmes informatiques ce mois-ci. Les co-auteurs de Wessely incluent son conseiller, le professeur Stefanie Mueller, ainsi que le post-doctorant Yuhua Jin, la récente diplômée Cattalyya Nuengsigkapian '19, MNG '20, l'étudiant à la maîtrise invité Aleksei Kashapov, le postdoc Isabel Qamar et le professeur Dzmitry Tsetserukou de l'Institut des sciences de Skolkovo. et la technologie.

ChromoUpdate s'appuie sur l'ancien système de matière programmable des chercheurs, appelé PhotoChromeleon. Cette méthode a été «la première à montrer que nous pouvons avoir des textures multicolores haute résolution que nous pouvons simplement reprogrammer encore et encore», déclare Wessely. PhotoChromeleon a utilisé une encre de type laque comprenant des colorants cyan, magenta et jaune. L'utilisateur a recouvert un objet d'une couche d'encre, qui pouvait ensuite être reprogrammée à l'aide de la lumière. Tout d'abord, la lumière UV d'une LED a été projetée sur l'encre, saturant complètement les colorants. Ensuite, les colorants ont été désaturés sélectivement avec un projecteur de lumière visible, amenant chaque pixel à sa couleur souhaitée et laissant l'image finale. PhotoChromeleon était innovant, mais lent. La mise à jour d'une image a pris environ 20 minutes. «Nous pouvons accélérer le processus», déclare Wessely.

Ils y sont parvenus avec ChromoUpdate, en affinant le processus de saturation UV. Plutôt que d'utiliser une LED, qui souffle uniformément sur toute la surface, ChromoUpdate utilise un projecteur UV qui peut faire varier les niveaux de lumière sur la surface. Ainsi, l'opérateur a un contrôle au niveau des pixels sur les niveaux de saturation. «Nous pouvons saturer le matériau localement dans le modèle exact que nous voulons», explique Wessely. Cela fait gagner du temps - quelqu'un qui conçoit l'extérieur d'une voiture peut simplement vouloir ajouter des bandes de course à un design par ailleurs terminé. ChromoUpdate leur permet de faire exactement cela, sans effacer ni reprojeter tout l'extérieur.

Cette procédure de saturation sélective permet aux concepteurs de créer un aperçu en noir et blanc d'un dessin en quelques secondes ou un prototype en couleur en quelques minutes. Cela signifie qu'ils pourraient essayer des dizaines de conceptions en une seule session de travail, un exploit jusqu'alors inaccessible. «Vous pouvez en fait avoir un prototype physique pour voir si votre conception fonctionne vraiment», déclare Wessely. «Vous pouvez voir à quoi il ressemble lorsque la lumière du soleil brille dessus ou lorsque des ombres sont projetées. Il ne suffit pas de faire cela sur un ordinateur. »

Cette vitesse signifie également que ChromoUpdate peut être utilisé pour fournir des notifications en temps réel sans compter sur les écrans. «Un exemple est votre tasse de café», dit Wessely. «Vous placez votre tasse dans notre système de projecteur et le programmez pour afficher votre emploi du temps quotidien. Et il se met à jour directement lorsqu'une nouvelle réunion arrive pour ce jour-là, ou il vous montre les prévisions météo. »

Wessely espère continuer à améliorer la technologie. À l'heure actuelle, l'encre activée par la lumière est spécialisée pour les surfaces lisses et rigides comme les tasses, les étuis de téléphone ou les voitures. Mais les chercheurs travaillent sur des textiles flexibles et programmables. «Nous recherchons des méthodes pour teindre les tissus et utiliser potentiellement des fibres électroluminescentes», déclare Wessely. «Ainsi, nous pourrions avoir des vêtements - des t-shirts, des chaussures et tout le reste - qui peuvent se reprogrammer.»

Les chercheurs se sont associés à un groupe de fabricants de textiles à Paris pour voir comment ChomoUpdate peut être intégré dans le processus de conception.

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Cette recherche a été financée en partie par Ford.

Écrit par Daniel Ackerman, MIT News Office

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Contacts :
Abby Abazorius
617-253-2709

@MIT

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